Changes and controlling factors on atmospheric concentrations of carbon dioxide of Baeg-nyong Cave (Natural Monument No. 260), Pyeongchang-gun, South Korea during a single autumn season

김상윤; 조경남

doi:10.14770/jgsk.2020.56.6.669

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김상윤 (강원대학교) 조경남 (강원대학교)

저널정보: 대한지질학회 지질학회지 지질학회지 제56권 제6호

발행연도: 2020.12

수록면: 669 - 681 (13page)

DOI: 10.14770/jgsk.2020.56.6.669

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석회동굴의 대기 이산화탄소 농도는 과학적 측면뿐만 아니라 문화재 관리 및 지역 관광자원의 안전성 등 사회문화적 측면에서도 중요성을 지니고 있어 최근까지 해외의 여러 동굴에서 많이 연구되고 있다. 하지만 우리나라는 개방동굴의 밀집도가 매우 높음에도 불구하고 동굴 대기 이산화탄소 농도에 대한 연구가 매우 미흡한 실정이다. 따라서 이 연구에서는 국내 석회동굴 중 강원도 평창군 소재 천연기념물 제260호 백룡동굴의 가을철 이산화탄소 농도측정 결과를 보고하고자 하였다. 이번 연구를 위해 2019년 10월 11일부터 11월 16일까지 36일간 동굴 내 · 외부 다 항목(동굴 외부 온도, 대기압, 강수량 등과 동굴 내부 온도, 습도, 이산화탄소 농도) 대기환경 측정을 진행하였다. 동굴 대기 이산화탄소 농도측정 결과, 백룡동굴의 이산화탄소 농도는 국내 비개방 석회동굴의 일반적 범위 내에 속하며, 380 ~ 970 ppmv의 범위에서 큰 변동성을 보이는 전반기와 330 ~ 540 ppmv의 범위에서 상대적으로 작은 변동성을 보이는 후반기로 뚜렷이 구분된다. 연구 기간 내 발생된 강수 이벤트 등 잠재적 이산화탄소 공급원들과 동굴 이산화탄소 농도 사이의 낮은 상관관계로 보아 백룡동굴 대기 중 이산화탄소는 주로 상부 토양대로부터 유체에 의해 상시 공급되는 것으로 추정된다. 이와는 달리, 동굴 이산화탄소 농도와 외부 기온 사이의 매우 높은 상관계수(r=0.78)는 토양대로부터 이산화탄소의 상시 공급과는 관계없이 동굴 내 · 외부 대기 사이의 밀도차에 의한 동굴 대기 순환이 백룡동굴 이산화탄소 농도를 조절하는 주요 요인임을 지시한다. 향후 여름철과 같이 동굴 대기 순환이 어려울 것으로 예상되는 계절의 추가적인 연구가 필요하지만, 이번 연구의 결과는 우리나라 석회동굴의 관리 및 보존에 중요한 정보를 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

The concentration of the atmospheric carbon dioxide (CO₂) in the limestone cave has been studied in many foreign countries due to the importance of scientific aspects as well as sociocultural perspectives. However, despite the fact that there are large numbers of tourist caves in South Korea, the researches on the atmospheric CO₂ in limestone caves are still insufficient. Here we report cave monitoring results on the concentrations of atmospheric CO₂ from Baeg-nyong Cave (Natural Monuments of South Korea, No. 260), Pyeongchang-gun, South Korea, during a single autumn season. The monitoring program was established to investigate variations in multi-parameters of atmospheric environments for both of the inside (temperature, relative humidity, atmospheric CO₂) and the outside (temperature, barometric pressure, rainfall amount and so on) of Baeg-nyong Cave from October 11<SUP>th</SUP> to November 16<SUP>th</SUP>, 2019. Total ranges of atmospheric CO₂ concentrations in Baeg-nyong Cave fell into those of natural limestone caves for non-tourists in South Korea. It can be readily distinguished as the first and second half of the monitoring period based on their large (380 ~ 970 ppmv) and small (330 ~ 540 ppmv) variabilities, respectively. According to the weak correlations between CO₂ concentrations and most of the potential sources of CO₂, we speculated that the cave air CO₂ has been originated constantly from soil zone through the diffusive air and drip water. Regardless of the sources, the high correlation coefficient (r=0.78) between CO₂ concentrations and outside temperature strongly suggests that air density flows and cave ventilation processes are major controls on the variations in atmospheric CO₂ concentrations of Baeg-nyong Cave. This result provides valuable information for the management and preservation of limestone caves in the temperate region although it is needed to carry out further researches.

#백룡동굴 #대기 이산화탄소 #모니터링 #천연기념물 #석회동굴 #Baeg-nyong Cave #atmospheric CO₂ #monitoring #natural monuments #limestone cave

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Baker, A. / 1998 / Environmental pressures on conserving cave speleothems: effects of changing surface land use and increased cave tourism / Journal of Environmental Management 53:165~175

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